向上的艺术:从国产电梯里,看到未来

在电梯出现以前,建筑物的高度不会超过6层。如今,在全世界鳞次栉比的高楼大厦里,电梯都是那个最重要、也最容易被忽视的交通工具:

“电梯是一种向上的艺术——让人们垂直穿过建筑物——从根本上讲是控制重力,这既是电梯的敌人也是朋友[1]。”

历经数十年的高速发展,中国已经成为世界上最大的电梯生产国和消费国,电梯市场规模占据全球三分之一。截止2022年末,我国电梯保有量达到964.46万台[2]。

但这个全球最大的市场,却一直是外资品牌的乐土。以日立、三菱、通力、迅达为代表的的外资合资品牌几乎垄断了接近70%的电梯市场,本土品牌份额不足30%,更夸张的说法是“700多家中国电梯企业,被困在10家外企的夹缝里”[3]。

现在,电梯市场起了新变化:一方面,增速放缓的电梯市场迈向更高质量的竞争,另一方面,技术日益成熟的国产电梯企业,正在成为新一轮电梯革命里的重要角色。

包括美的LINVOL在内,一批国产电梯品牌以探索者的身份冲出重围,率先推出并实现了数智化电梯的交付。

电梯,这个钢铁密林里上上下下的2㎡空间,浓缩了一代中国人的努力。

给电梯装上大脑

和空调行业类似,电梯产业也和地产周期强相关。2016至2022年间,中国电梯产量从63.8万台增加至145.4万台,尤其是在房地产行业冲向巅峰的2018年,电梯产量同比猛增了63%,从71.9万台一跃至117.3万台。

而随着房地产整体需求的放缓,中国电梯市场挥别高增长时代,进入了存量竞争的新阶段。目前,老旧小区加装电梯、旧梯维保升级,以及智慧楼宇引爆的“智慧电梯”需求,是电梯企业的主要发力方向。

随着5G、大数据等技术的发展,楼宇的智慧化升级已是大势所趋。举例来说,传统楼宇的门禁管理、灯光控制、消防管理等参数都没有纳入统计分析,而智慧楼宇中铺设了大量的传感器和物联网设备,相当于给传统的大楼配上了一台计算机大脑,能够对楼内的实时情况进行分析,实现统一管理,从而降低能耗。

经初步估算,2016-2021年间中国智慧楼宇市场规模逐年上升,产值约达到7238亿元[4]。其中,电梯设备空间及能耗分别占到楼宇建筑的30%及15%,是进入楼宇行业的重要入口[5]。

智慧楼宇带来了电梯数智化的发展趋势,而技术迭代必然会重新改写行业竞争格局。也就是说,过去稳居龙头的外企,和努力创新技术的国产品牌们又站在了同一起跑线上。

在过去十年间,中国电梯保有量从245万台飞速增加至964万台,存量市场规模约占全球的43%。但国产品牌的地位却很尴尬:为争夺微薄的利润大打价格战,始终未能触及高端市场,话语权仍被牢牢掌控在外资品牌手中。

但就和曾经的电动车浪潮推动中国造车新势力崛起的路径类似,国产电梯厂商们也正在等待着一次用技术突破去颠覆市场的机会。

正如中国电梯协会秘书长张乐祥曾表示,不同电梯产品在技术、安全性等方面差异并不大,更多的差距在于品牌塑造带来溢价、规模化生产降低了成本等因素。在国产化背景下,数智化将是民族品牌弯道超车的一大机会[6]。

机会与挑战并存。由于智慧楼宇对企业的要求更高,具备强劲竞争力的玩家并不多。国外企业深耕楼宇多年,技术和软件都相对成熟,但本土适用性较差;而互联网企业擅长智能化和数字化平台搭建,但缺乏硬件设备。

总结来说,兼具软硬件优势,能够提供全套产品和服务集成的品牌是少数。

在一众竞争者中,美的楼宇科技有着制造业的家底,既有暖通、电梯等硬件设备的积淀,又有智慧控制系统、iBUILDING数字化平台为依托,成为少数“软硬兼具”的有力竞争者。

2021年,美的楼宇科技发布旗下数智化电梯品牌LINVOL,以“电梯全生命周期管理专家”为品牌定位,在电梯的研发设计、生产制造、销售管理、安装维护等各个环节应用数字技术,实现数据打通和信息交互,让电梯成为智慧楼宇的大脑。

如今19个月过去,美的LINVOL全新升级。在电梯市场环比下滑20%的2023年,美的电梯第一季度却迎来了近20%的正增长。

数智化的大潮轰轰烈烈,作为数智化电梯的探索者,美的LINVOL让人们看到了国产电梯的另一种可能。

电梯里的高科技

美的电梯工厂位于佛山市南海区狮山科技工业园内,这里常常“空无一人”。

2022年,共有15000电梯在此下线。然而在很多装备车间,只看得见库卡机器臂上下翻动,这些庞大且灵活的机器人,正是美的数智电梯背后的制造者。

自2021年电梯业务并入美的楼宇科技事业部之后,美的对电梯生产基地进行了一场彻头彻尾的“数智化”改造:在后端引入库卡自动化系统和柔性生产线,推动整个生产过程智能化——从智能设备的互联、数据采集,到MES制造执行系统、物流仓储,建立了一整套领先的数智化体系。

结果就是,美的电梯工厂的人均产出增长率达到了288.88%,车间自制件制造周期缩短了37%,装箱准确率达100%,库存周转率提升了30%,在去年被评为佛山市“数智化示范车间”。

除了制造环节,LINVOL电梯还在原有电梯业务相关的研发体系、人才培养体系、安装售后服务体系等方面进行数字化转变。据美的楼宇科技公司副总经理、研发中心部长李建国透露,LINVOL电梯每年的研发费用为当年销售收入的4%-5%[7]。

LINVOL电梯的研发,首先从底层创新开始。电梯的三大核心部件包括MECS控制柜、主机系统和门机系统。其中,控制柜是电梯里的核心部件,就像是电脑的CPU处理器,很多和电梯相关的操作和功能,都需要在控制柜上集成。

传统的MECS普遍为电子控制,受算法制约,最多能实现4台电梯群控。而美的自研出了MECS 2系统,内置8梯的智能群控技术,无需额外群控柜(一般超过3-4台就需要另配),就能实现智能派梯,用更低的成本让电梯运行效率提升20%。因此,MECS 2也被行业内誉为下一代电梯的关键技术。

助力美的突破这项技术的,是美的在硬件、软件、产品上的多年积累。例如MECS的算法提升会带来大量的热,存在着控制柜起火的隐患。而美的对MECS的换热器进行了重新设计,将类似空调压缩机的冷媒换热原理注入其中。

除此之外,美的还发现MECS导热原理和新能源汽车非常类似。在导热材料上,美的选用了碳化硅,其灵感来自于美的曾为威灵汽车提供“碳化硅”作为半导体材料,将半导体的效率从96%提升到了99%。

在美的楼宇科技先行研究中心电梯技术部长严彩忠看来,电梯集控和中央空调、新能源汽车在热管理的底层逻辑上是一脉相承的。

2018年,马斯克首次宣布在特斯拉Model3里使用碳化硅芯片MOSFET,以替代传统的硅基IGBT。相比IGBT,碳化硅体积更小,性能优越,节能性强,还顺带解决了续航的问题[8]。特斯拉由此掀起了一场以碳化硅为中心的“造芯革命”,电动车的电控技术沿着高效率、高性能、轻量化的方向演进。

换上了碳化硅之后的MECS 2比传统的电梯控制柜小50%,体积小、重量轻。一个能同时控制8台电梯的控制柜,一个人拎着就可以搬运,安装更加便捷,这降低了控制柜的土建要求和安装难度,让智能电梯适配多场景。

从技术难度上说,目前只有少数几家公司掌握了新一代MECS技术;从产品性能上说,运用MECS 2技术的产品,运行更为高效、节能、便捷。

在移动设备端,MECS 2.0控制柜配合iLINVOL移动端平台,在乘客端实现手机呼梯、目的楼层设置、实时楼层显示,避免电梯拥挤,提高电梯运行效率。在客户端实现电梯状态可视化、维保派单等功能,达到故障预判实现预维保效果,保障运行安全。

除此之外,LINVOL还基于有源整流技术,让能源再生利用率大于30%,比传统电梯节能30%;运用钢带减震结构设计、静音抱闸技术能够实现无感通行、静音乘梯,提升乘坐体验。

正如美的楼宇科技研究院院长孟涛所说,数字化就是把传统电梯从呆板的机械变成灵动的传输空间,赋予建筑灵魂和智慧[9]。

在数字化领域,许多头部的电梯厂商都有不同的尝试。例如奥的斯推出Otis ONE™电梯物联网系统解决方案,较早实现了电梯的云端管理。而美的LINVOL的数字化,则是基于iBUILDING美的楼宇数字化平台,通过自带标配的物联网模块,实现手机呼叫电梯,以及智能运营、维保,从单一的梯内场景走向了整座楼宇的立体场景。

如今,美的楼宇科技研究院已开发出电梯行业内独一无二的楼宇互联引擎,这个数字化的底层架构,可以把电梯,空调、智能化系统放上去,打造iBUILDING信息层+M-BMS群控层+MECS2.0控制柜的三级智慧电梯生态。

依托于美的深厚的智慧楼宇企业基因,和全球化的制造、售后经验,电梯将不再只是机械产品,而是移动的数字终端:它承载了楼宇内的人流和货流数据,能够与中央空调、楼宇控制、数字化平台形成强协同效应,是智慧楼宇重要的“入口”。

也就是说,一旦电梯、暖通、安防等各个系统之间的壁垒彻底打通,美的数智电梯能够和智慧楼宇融为一体,创建整座大楼的智慧生态。

某种程度上,美的做数智化电梯,早已不限于产品层面的低维竞争,而从更高维度的“生态”出发,用技术革新全产业链,重构一个万物互联的数智世界。

参考资料

[1] The Evolution of Elevators: Physical-Human Interface, Digital Interaction, and Megatall Buildings

[2] 电梯行业:预期改善,国产替代有望提速,浙商证券

[3] 700多家中国电梯企业,被10家外企困在夹缝里,华商韬略

[4] 预见2022:《2022年中国楼宇智能化行业全景图谱》

[5] 并购国产电梯、进入智慧楼宇,7000亿市值的美的如何撕掉家电标签?

[6] 张乐祥:国产化、数智化趋势下,民族电梯品牌弯道超车机会来了!电梯科技

[7] 美的数智电梯来了,由库卡机器人生产!与传统电梯相比更聪明

[8] 造神者推倒神像:碳化硅的崛起和塌房,远川研究所

[9] 从LINVOL“数智电梯”的发布,看美的“智慧建筑”的雄心

作者:杨典

编辑:胡晓琪

视觉设计:疏睿

责任编辑:李墨天